Abstract A novel electrochemical biosensor based on AuNPs/Ti3C2 MXene three-dimensional nanocomposite for sensitive miRNA-155 detection by exonuclease III (Exo III)-aided cascade target recycling is reported. Ti3C2 MXene is synthesized and used as a support to immobilize Au nanoparticles (AuNPs) due to its special layered structure and metallic properties. The three-dimensional (3D) structure of the AuNPs/Ti3C2 MXene nanocomposite for the biosensor platform leverages the integrated advantages of a large specific surface area, excellent electrical conductivity and electrocatalytic properties. AuNPs are used to immobilize capture DNA (C-DNA) by Au S chemical bonds. The C-DNA was modified with methylene blue (MB) at the 3′ end, resulting in an initial DPV electrochemical signal (Id). In the presence of target, miRNA-155 and C-DNA formed a double-stranded structure by complementary base pairing. Subsequently, Exo III digested the 3′ end of the C-DNA in the double-stranded structure and caused the electrochemical signal to “turn off” (the final signal denoted as Ih). By Exo III-aided cascade cleavage of the target, one miRNA-155 chain causes the release of several C-DNAs under certain conditions, which significantly amplifies the peak current difference on the fabricated biosensor (ΔI = Id﹣Ih). The electrochemical sensor achieved a detection limit of 0.35 fM (S/N = 3) with a linear range from 1.0 fM to 10 nM. This sensor also shows desirable stability, reproducibility and specificity.

中文翻译：

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基于 AuNPs/Ti3C2 MXene 三维纳米复合材料的电化学生物传感器，用于通过外切核酸酶 III 辅助级联靶标回收检测 microRNA-155

摘要 报道了一种基于 AuNPs/Ti3C2 MXene 三维纳米复合材料的新型电化学生物传感器，用于通过外切核酸酶 III (Exo III) 辅助级联靶标回收灵敏检测 miRNA-155。由于其特殊的层状结构和金属特性，Ti3C2 MXene 被合成并用作固定金纳米粒子 (AuNPs) 的载体。用于生物传感器平台的 AuNPs/Ti3C2 MXene 纳米复合材料的三维 (3D) 结构利用了大比表面积、优异的导电性和电催化性能的综合优势。AuNPs 用于通过 Au S 化学键固定捕获 DNA (C-DNA)。C-DNA 在 3' 端用亚甲蓝 (MB) 修饰，产生初始 DPV 电化学信号 (Id)。在目标存在的情况下，miRNA-155和C-DNA通过碱基互补配对形成双链结构。随后，Exo III 消化了双链结构中 C-DNA 的 3' 端，并导致电化学信号“关闭”（最终信号表示为 Ih）。通过 Exo III 辅助的靶标级联裂解，一条 miRNA-155 链在某些条件下导致多个 C-DNA 的释放，这显着放大了制造的生物传感器上的峰值电流差异（ΔI = Id﹣Ih）。电化学传感器的检测限为 0.35 fM (S/N = 3)，线性范围为 1.0 fM 至 10 nM。该传感器还显示出理想的稳定性、再现性和特异性。Exo III 消化了双链结构中 C-DNA 的 3' 端，并导致电化学信号“关闭”（最终信号表示为 Ih）。通过 Exo III 辅助的靶标级联裂解，一条 miRNA-155 链在某些条件下导致多个 C-DNA 的释放，这显着放大了制造的生物传感器上的峰值电流差异（ΔI = Id﹣Ih）。电化学传感器的检测限为 0.35 fM (S/N = 3)，线性范围为 1.0 fM 至 10 nM。该传感器还显示出理想的稳定性、再现性和特异性。Exo III 消化了双链结构中 C-DNA 的 3' 端，并导致电化学信号“关闭”（最终信号表示为 Ih）。通过 Exo III 辅助的靶标级联裂解，一条 miRNA-155 链在某些条件下导致多个 C-DNA 的释放，这显着放大了制造的生物传感器上的峰值电流差异（ΔI = Id﹣Ih）。电化学传感器的检测限为 0.35 fM (S/N = 3)，线性范围为 1.0 fM 至 10 nM。该传感器还显示出理想的稳定性、再现性和特异性。这显着放大了制造的生物传感器上的峰值电流差异（ΔI = Id﹣Ih）。电化学传感器的检测限为 0.35 fM (S/N = 3)，线性范围为 1.0 fM 至 10 nM。该传感器还显示出理想的稳定性、再现性和特异性。这显着放大了制造的生物传感器上的峰值电流差异（ΔI = Id﹣Ih）。电化学传感器的检测限为 0.35 fM (S/N = 3)，线性范围为 1.0 fM 至 10 nM。该传感器还显示出理想的稳定性、再现性和特异性。